旅游干擾對婺源風(fēng)水林植物多樣性的影響

汪 磊，黃志強，翟健程，郭福生

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，南昌 330000）

村落風(fēng)水林是南方鄉(xiāng)村聚落的重要自然景觀，也是生態(tài)保護文化的傳承代表。得益于傳統(tǒng)徽文化對生態(tài)保護的重視與傳承，婺源縣保存有數(shù)量眾多、環(huán)境好的風(fēng)水林，保護了藍冠噪鹛（Garrulax courtoisi）［1］、中華秋沙鴨（Mergus squamatus）、南方紅豆杉（Taxus chinensisvar.mairei）等珍稀動植物和眾多古樹名木，對于婺源縣生物多樣性保護發(fā)揮了重要作用，也成為了婺源重要的旅游景觀資源。婺源縣是中國知名的鄉(xiāng)村旅游縣，已入選全國首批國家全域旅游示范區(qū)，年旅游人次已超過2 500 萬人次。但在鄉(xiāng)村振興的背景下，婺源鄉(xiāng)村旅游必將進一步快速推進。在村落風(fēng)水林的旅游開發(fā)利用中，若相關(guān)保護管理措施不能同步跟上，勢必會對村落風(fēng)水林的生物多樣性產(chǎn)生影響。如何協(xié)調(diào)村落風(fēng)水林的生態(tài)保護與旅游利用關(guān)系，已成為當(dāng)前促進鄉(xiāng)村旅游可持續(xù)發(fā)展和推進鄉(xiāng)村振興亟待解決的問題［2］。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

婺源縣位于江西省東北地區(qū)的上饒市，處于贛、皖、浙三省交匯處，縣域面積2 967.78 km2。婺源整體以丘陵山地為主，平均海拔100~150 m。全縣地處中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫和濕潤，年均氣溫17.1 ℃，年均無霜期255 d，年降水量1 962.3 mm，年日照時數(shù)1 868.4 h。區(qū)域地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，生物多樣性資源豐富［2］。風(fēng)水林廣泛分布于各村落，分為宅基、墓園、寺院三類［3］，其中宅基又分為龍座、水口、宅基、墊腳四類，本研究選取龍座林為研究對象。

1.2 樣區(qū)選取

選取地理環(huán)境條件相當(dāng)?shù)娘L(fēng)水林，減少環(huán)境本底值的影響。選擇地理指標(biāo)為海拔300 m 以下，面積100 000 m2以下，與村落距離150 m 以內(nèi)；風(fēng)水林類型指標(biāo)選擇常綠闊葉林，天然起源的林地，年份大于100 年；各樣點詳情見表1。

表1 風(fēng)水林基本現(xiàn)狀

1.3 調(diào)查方法

根據(jù)研究區(qū)旅游以及相關(guān)活動的干擾程度，依據(jù)實地調(diào)查采訪和遙感圖像解譯，參照多因子影響［4］，通過當(dāng)?shù)芈糜尾块T和調(diào)查結(jié)果得出近5 年村落旺季日均客流量、村落居民戶數(shù)、旅游開發(fā)時長、旅游設(shè)施中餐飲民宿數(shù)量、旅游區(qū)利用面積、交通影響指數(shù)［5］。其中交通影響指數(shù)［6］采用風(fēng)水林周邊生態(tài)影響范圍1 km 內(nèi)境外游客進入的主要交通線路等級與數(shù)量和距風(fēng)水林距離計算，并求和得出。其中單條道路交通影響指數(shù)公式為：

式中，I為交通干擾指數(shù)；L為道路級別；D為該道路與風(fēng)水林距離（m），由于距離越遠(yuǎn)影響越小，故取倒數(shù)。道路級別參數(shù)高速或國道為3，省道為2，縣鄉(xiāng)道為1［7］。

采用Excel 2016、Origin 2021、SPSS 26 和SPSSAU 軟件，選取各個指標(biāo)并按照極差法［8］進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，運用熵權(quán)TOPSIS［9］方法對標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進行權(quán)重分析，得出各指標(biāo)的權(quán)重占比，最后綜合評定各村落的鄉(xiāng)村旅游影響指數(shù)。

2021 年10 月對婺源的風(fēng)水林進行調(diào)查時，為了使所調(diào)查的區(qū)域自然本底值盡可能相似，規(guī)避因為生境、位置、海拔等因素對群落實際植物群落的影響，選取的樣地都為海拔高度近似、村落大小相當(dāng)、位于村落當(dāng)中的風(fēng)水林［4］。各村風(fēng)水林保存完好，形狀規(guī)整，景觀破碎化程度小。采用GPS 定位樣地，選取植被類型為常綠闊葉林，共計調(diào)查9 個村落的9個風(fēng)水林樣地。每個村落風(fēng)水林典型樣地按照隨機布點原則，設(shè)置20 m×20 m 的喬木樣方一個，每個喬木樣方林下設(shè)置4 個5 m×5 m 的灌木樣方，每個灌木樣方內(nèi)設(shè)置1 個1 m×1m 的草本樣方，合計每個村落9 個樣方，一共81 個樣方［4］。記錄每個樣方的經(jīng)緯度位置、海拔、調(diào)查時間；記錄樣方內(nèi)各種植物的平均高度、平均蓋度、數(shù)量、種類、健康程度（參照生長狀況分為優(yōu)100 分、中75、差50、瀕死25、枯立0分［10］），喬木還記錄平均冠幅、平均胸徑等數(shù)據(jù)。

對調(diào)查到的喬、灌、草植物數(shù)量種類［11］等參數(shù)依據(jù)《中國植物志》和《江西植物志》進行分類和匯總，對于現(xiàn)場不能確定種屬的物種，帶回照片參考分類系統(tǒng)進行分類［12］。

1.4 評價指標(biāo)

為準(zhǔn)確反映旅游對婺源風(fēng)水林和林下植物多樣性影響的程度，采用群落特征、生物多樣性指數(shù)、群落穩(wěn)定性等3 個指標(biāo)進行衡量。

1.4.1 生物多樣性指數(shù) 生物多樣性指數(shù)對地區(qū)生物受干擾狀況的研究被廣泛采用［13］，用以表述植物的豐富度和均勻度的變化。為了對比分析的準(zhǔn)確性，本研究選用Simpson 物種多樣性指數(shù)［14］、Shanno-Wiener（H）物種多樣性指數(shù)［15］、Pielou 均勻度指數(shù)、Patrick 豐富度指數(shù)衡量豐富度和均勻度，公式如下。

Simpson 物種多樣性指數(shù)（D）：

式中，Pi為此物種個體數(shù)占總個體數(shù)的比例。

Shannon-Wiener 物種多樣性指數(shù)（H）：

式中，Pi為此物種個體數(shù)占總個體數(shù)的比例。

Pielou 均勻度指數(shù)（J）：

式中，S為群落當(dāng)中的總的物種數(shù)目。

Patrick 豐富度指數(shù)（Pa）：

1.4.2 群落穩(wěn)定性 根據(jù)鄭元潤［16］、劉瑞雪等［17］的改進的方案對該地區(qū)群落穩(wěn)定性展開研究。即采用植物群落當(dāng)中所有物種的相對重要值，按照高低排列并累加，取群落當(dāng)中物種數(shù)的倒數(shù)，依照物種名稱排列并累加，最后兩者聯(lián)立建立模型，生成散點圖，再擬合曲線。穩(wěn)定的模型是取其與直線方程y=100-x的交點值為（20，80），與該點歐氏距離越接近，群落穩(wěn)定性越好。

擬合的曲線方程為：y=ax2+bx+c

直線方程為：y=100-x

其中重要值也是分析植物多樣性的方法之一，能夠反映各物種在群落當(dāng)中的重要性，也能更好地區(qū)分群落當(dāng)中的建群種和優(yōu)勢種，公式如下：

其中，相對多度=該物種株數(shù)/全部物種之和；相對優(yōu)勢度=該喬木胸徑之和/全部喬木胸徑之和；相對蓋度=該物種蓋度之和/全部物種蓋度之和；相對頻度=該物種頻度之和/所有物種頻度之和。

2 結(jié)果與分析

2.1 鄉(xiāng)村旅游影響評定

依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)和綜合評定結(jié)果，9 個村落按照旅游影響指數(shù)［18］高低排列如表2 所示。各村落采樣點的旅游影響指數(shù)由高到低為李坑村、思溪村、上曉起村、理坑村、石門村、虹關(guān)村、巡檢司村、考水村和洪村。

表2 旅游影響因子與影響指數(shù)

2.2 風(fēng)水林植物物種基本概況

根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果，在所調(diào)查的9 個村樣方當(dāng)中統(tǒng)計共有植物2 786 株，其中李坑村638 株、思溪村173 株、理坑村190 株、虹關(guān)村372 株、巡檢司村219 株、上曉起村291 株、洪村147 株、石門村586 株、考水村170 株。其中喬木17 科22 屬23 種，灌木32科53 屬69 種，草本27 科41 屬46 種（表3）。

表3 風(fēng)水林植物物種基本概況

2.3 旅游活動對植物群落特征的影響

2.3.1 各村風(fēng)水林群落特征 用植物均高、健康程度、植物種數(shù)和植株密度來代表植物特征。由圖1可知，在植物均高上，隨著鄉(xiāng)村旅游干擾程度的增加，喬木高度略有增加，灌木和草本植物平均高度降低。植物種數(shù)層面，隨著鄉(xiāng)村旅游干擾程度的增加，灌木略有增加，喬木和草本植物降低，其中喬木層呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。健康程度上，隨著鄉(xiāng)村旅游干擾程度的增加，喬木、灌木和草本植物均呈現(xiàn)下降趨勢。植株密度中，隨著鄉(xiāng)村旅游干擾程度的增加，草本植物略有下降，喬木和灌木呈現(xiàn)上升趨勢。

圖1 婺源風(fēng)水林植物特征變化趨勢

2.3.2 旅游活動對草本植物的影響 旅游活動對草本植物影響見圖2。從多年生草本［19］植物種占比狀況，多年生草本植物隨著旅游影響指數(shù)增加呈現(xiàn)上升趨勢，一年生草本植物則是減少。

圖2 旅游影響對多年生草本植物占比的影響

對單個旅游因子與植物特征指標(biāo)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)（表4），旅游影響指數(shù)與喬木種數(shù)顯著負(fù)相關(guān)；村落戶數(shù)和餐飲民宿數(shù)量與喬木健康度顯著負(fù)相關(guān)；旅游發(fā)展年限與灌木和草本植物高均顯著負(fù)相關(guān)。交通干擾指數(shù)與草本密度顯著正相關(guān)。

表4 旅游影響因子與群落特征相關(guān)性

2.4 旅游活動對植物多樣性的影響

圖3 顯示了婺源風(fēng)水林植物總的生物多樣性和均勻度指數(shù)的變化趨勢。從圖3 可以看出，隨著旅游干擾程度的增大，各個村落風(fēng)水林總Simpson、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)和Pielou 均勻度指數(shù)都呈下降趨勢，總Patrick 指數(shù)呈略微上升的趨勢。其中旅游影響指數(shù)與總Pielou 均勻度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。總Simpson 指數(shù)趨勢線降幅最小，總Shannon-Wiener趨勢線降幅較大。

圖3 婺源風(fēng)水林植物相關(guān)指數(shù)變化趨勢

表5 和表6 為各村喬木、灌木和草本植物生物多樣性和均勻度指數(shù)與旅游影響因子的情況。從表6可以看出，旅游影響指數(shù)與喬木Simpson 和Patrick指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)，而旺季客流量與灌木Patrick 指數(shù)顯著正相關(guān)，餐館民宿數(shù)量與喬木Pielou 均勻度指數(shù)和Patrick 指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)。表7 顯示旅游影響指數(shù)與總Pielou 均勻度指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)。

表5 村落風(fēng)水林群落生物多樣性指數(shù)

表6 旅游影響因子與植物多樣性指數(shù)的相關(guān)性

表7 旅游影響指數(shù)與總指數(shù)相關(guān)性

2.5 旅游對植物群落穩(wěn)定性的影響

根據(jù)竇百強［20］的分析方法對各村落采樣點植物進行穩(wěn)定性統(tǒng)計，結(jié)果如表8 和圖4 所示。從表8可以看出，各村落風(fēng)水林植物群落距離穩(wěn)定點的歐氏距離差異較大，上曉起村風(fēng)水林群落穩(wěn)定性最佳，考水村群落穩(wěn)定性較差。從圖4 可以看出，風(fēng)水林群落穩(wěn)定性擬合曲線較好。

圖4 風(fēng)水林群落穩(wěn)定性

表8 植物群落穩(wěn)定性分析結(jié)果

綜合分析旅游各因子對群落穩(wěn)定性的影響，從表9 可以看出，旅游發(fā)展年限、餐館民宿數(shù)量和交通干擾增加會導(dǎo)致群落穩(wěn)定性下降。

表9 旅游各因子與群落穩(wěn)定性的相關(guān)性分析

3 小結(jié)與討論

3.1 鄉(xiāng)村旅游干擾對婺源風(fēng)水林生物多樣性的影響

風(fēng)水林和林下植物多樣性受到諸多因子的影響，鄉(xiāng)村旅游活動作為一種外來干擾要素，隨著婺源旅游發(fā)展和游客量逐年上升，其對環(huán)境的影響愈發(fā)明顯［21］。而風(fēng)水林作為婺源鄉(xiāng)村主要景觀，在鄉(xiāng)村旅游干擾中一部分地區(qū)面臨游客踩踏，造成土壤板結(jié)，透水透氣保肥保水能力下降，同時踩踏也對喬木、灌木和草本植物等造成損傷，耐受性高的物種得以留存能改變?nèi)郝渲参锒鄻有浴＠⒃胍簟⒐馕廴尽⑼鈦砦锓N入侵、廢氣等都是對生物多樣性影響巨大的因子。同時，發(fā)展旅游對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)有一定影響，如上曉起村和李坑村種植較多的茶葉、黃菊和毛竹，這些植物群落自身以及其個體擴散到風(fēng)水林當(dāng)中對風(fēng)水林區(qū)域的生物多樣性形成干擾。

旅游干擾會對植物特征產(chǎn)生不同影響。本研究發(fā)現(xiàn)，旅游影響在一定程度上導(dǎo)致灌木和草本植物平均高度降低［22］，喬木和草本植物物種數(shù)減少，以及喬木、灌木和草本植物健康程度下降。由于景區(qū)游客量大對風(fēng)水林的踩踏，交通噪音以及夜間光照增加引發(fā)的病蟲害增加等因素致使植物高度和健康度受損，耐受性弱的物種減少［12］，最易受影響的草本植物密度下降，多年生草本植物有較好的適宜性，隨著旅游影響增加比重上升。干擾較多的林地出現(xiàn)林窗［4］，有益于喬木物種高度增長。

旅游影響破壞風(fēng)水林天然格局，使得群落內(nèi)部植物物種的多樣性趨于下降，植物和物種組成趨于簡單。本研究中，婺源風(fēng)水林的總Simpson、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)和Pielou 均勻度指數(shù)都呈下降趨勢［23］。增加的物種使總Patrick 指數(shù)呈微上升趨勢。婺源風(fēng)水林主體和建群種為常綠闊葉喬木，高度大、古樹眾多，旅游對這些喬木多樣性和均勻度帶來的影響為顯著負(fù)相關(guān)。

旅游發(fā)展時長、游客飲食住宿活動和交通出行對群落穩(wěn)定性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，穩(wěn)定性最佳的思溪村、上曉起村和巡檢司村其村內(nèi)道路不適宜車輛進入，交通干擾較弱保持了其群落穩(wěn)定性。總體而言，由于婺源風(fēng)水林長期穩(wěn)定以及當(dāng)?shù)貟炫票Ｗo古樹，這些林地都是演替頂級的群落，對外界干擾有一定緩沖能力，穩(wěn)定性較生物多樣性受影響小。

3.2 對婺源鄉(xiāng)村旅游發(fā)展的建議

婺源村落風(fēng)水林生長多為坡地，地形起伏大，生物多樣性豐富，且以百年常綠闊葉樹種為主要建群種，既是維護村落環(huán)境和旅游可持續(xù)性發(fā)展的景觀資源，同時也是諸多珍稀瀕危野生動植物的棲息地。尤其是樹木古老生長慢的風(fēng)水林群落，需要加強保護。

首先，規(guī)劃開放區(qū)域。對于主要野生動植物棲息地和掛牌古樹名木區(qū)域，限制開發(fā)和游覽人數(shù)，建立游覽人數(shù)生態(tài)閾值，減少或禁止在生物棲息地建立游樂設(shè)施。在開放區(qū)域建立觀光游步道減少游客對植物的踩踏。其次，建立健全生物調(diào)查和備案機制，開展景區(qū)內(nèi)主要保護物種的年際數(shù)量和病蟲害監(jiān)測，加強對外來入侵物種的識別和應(yīng)對。再次，整合社區(qū)和村民的保護意識，讓當(dāng)?shù)鼐用駞⑴c到保護和共建鄉(xiāng)村旅游的活動中來，自覺抵制破壞生態(tài)環(huán)境的旅游開發(fā)行為，用護林護鳥和生態(tài)環(huán)保崗位增加居民收入。另外轉(zhuǎn)變鄉(xiāng)村旅游理念，利用婺源地區(qū)豐富的生物資源，將旅游變?yōu)樯鷳B(tài)環(huán)保科普教育，旅游和科普結(jié)合，加強對游客生態(tài)環(huán)保意識理念的輸入。